简体中文
简体中文 English
  1. 手机版
  2. |

中国经济文化研究所

网站首页 > 世界经济分析 > 工业4.0与世界未来

工业4.0与世界未来:概述(四)

2017-02-24 22:24:19 中国经济文化研究所 阅读

工业4.0与世界未来:概述(四)

 

生于0715

 

 

C、重塑制造业

 

工业4.0重塑制造业,不仅是技术设备更先进,人工成本更低;更重要的是,改变整个制造业形态。制造业面临的选择是,预测到工业4.0的变化,重新评估制造业经济的发展方向,重塑制造业的管理模式和流程。

 

机器大工业生产的概念,在过去的三次工业革命过程中深入人心。 第一次工业革命和第二次工业革命,是以机器生产大规模替代手工生产的过程。从1850-60年代,流水线生产开始在美国发展,并且不断普及,催生美国的钢铁、铁路、建筑/摩天大楼、电力和石油等工业的发展。进入20世纪,福特流水线生产成为里程碑,给美国装上轮子,代表机器大工业的新阶段。 通用汽车的组织和发展,可以看作产业链发展的开端,也是现代多元化组织管理的开端。

 

流水线的设计以大型机器设备为平台,组织大量人员进行系统生产。不论劳动密集型的纺织服装工业,还是资本密集型的汽车工业,都涉及到大量的工人。所以,机器大工业生产应该更准确地描述为,以大中型机器为平台的大量有组织的人力生产。

 

在大多数流水线上,人员是主要考虑因素。 在流水线上,虽然有大量的机器,但是仍然以工人的生产为主导。所以,流水线的设计以人员为导向,不论流水线的功能和长度,都需要根据人员进行安排。在流水线设计中,首先需要明确流水线的需要完成的任务,流水线的流程时间,以及需要实现的质量;在这个基础上,明确流水线的工作特点,需要多少人完成工作,什么样的人完成工作,设计流水线的长度、每个阶段的功能、以及各自岗位的空间安排。

 

随着产业升级,大规模产业链形成。产业升级意味着产品构成更复杂、产量更大、产品种类更多,因此生产分工更加细化和复杂。面对生产复杂化,初期的生产线已经无法满足需求,因此形成产业链。产业链包括两部分,一是工厂集群,二是工厂内的生产流水线。当产品构成和产量相乘,产业链发展以乘数方式增长,生产人员组织规模日益庞大。

 

以汽车生产为例,在最初福特建立汽车生产流水线,汽车生产主要是一个大型生产流水线。当时,汽车组件少,工人将少数组件装在一起即可。 到21世纪,每辆汽车的零部件达到23万个。 如此庞大的零部件数量,不再是一个生产流水线,而是一个拥有众多工厂的集群流水线;在每个工厂里,又有各自的生产流水线,工人在生产流水线上生产。1908-1927年,福特汽车共生产1500万辆T型车。 与之相对比,丰田公司在2016年的单年汽车产量达到1000万辆,包括几十种车型和纷繁复杂的选配内容。以单辆汽车的复杂化,再乘以产量的增长,反映出产业升级后的庞大生产规模,以及相应的人员配置。

 

管理推动产业链发展,系统整合产业集群的组织运营。在大量工人和流水线时代,管理的重点主要包括三方面:1、管理“物”:对生产流水线的大规模设计和组织,提高效率:通过设计流水线的流程,实现生产的最大化,同时保证质量。随着产业链升级,流水线被分散在工厂集群的各个厂房内。类似丰田汽车这样的龙头企业,总体设计工厂集群,按照丰田的生产模式和进度,指挥各设备和零部件供应商的生产,保证在规定时间内,以合理的价格和质量,生产出目标产品。2、管理“人”:一个大型企业经常雇佣几十万人,如果涉及到各类供应商,将涉及到上百万人。对于产业链龙头企业,不仅需要管理本企业的员工,往往还要求供应商按照自己的文化和生产特点管理供应商的员工。不同的企业可以购买相同的生产线,购买相同的部件,但是管理员工的模式不可能相同,而管理模式决定产品差异。 丰田通过自身的管理方法,支持其成为世界最大的汽车生产商。 3、管理“钱”:在大规模生产后,需要大规模的营销和销售手段,让企业获得生产收益,实现企业利润,回报股东,支持员工收入增长。

 

在产业集群的基础上,形成相应的产业经济。 当一个地区形成工业后,随着产业升级,逐渐形成越来越大的产业链,经济体规模也逐渐增大。在经济全球化的背景下,产业链不断发展和繁殖,占据世界的各个市场。丰田汽车不仅在美国市场攻城略地,还散布在很多沙漠地区。为了供应世界市场,丰田汽车不仅在日本拥有大规模的产业集群,还在主要的目标市场国家建立大规模生产设施。当产业链和地区经济相结合,形成以产业集群为表现的产业经济。不同产业、企业的产业链、地区经济相互竞争合作,表现出产业经济的不断变化、此消彼长。

 

工业4.0的重大变化是,从人员为主的生产,转向真正的大机器工业生产。 随着工业向自动化和智能化升级,越来越多的机器人/机械手/自动工具得到应用,替代流水线上的工人。机器生产代替工人生产,主要表现在两方面,一方面,流水线上的工人越来越少,另一方面,工人参与生产环节和内涵的不断减少。在很多高科技、精密产品、尖端产品、以及高安全健康等级等产品的生产上,机器生产已经完全替代人工生产,无人车间越来越普及。

 

随着工人减少,流水线设计和管理流程的导向也相应变化。最主要的变化是,从工人为主导,向机器为主导转变。在前三次产业革命中,因为工人在流水线的位置是主导位置。在工业4.0时代,工人数量大幅减少,机器应用越来越多。其中,机器既包括大型整体设备和大型机械手,也包括具体岗位上的小型机械手或辅助生产设备。在生产线上,机器数量越来越多,空间越来越拥挤;同时,工人越来越少,空间越来越宽松。因此,流水线设计规划从工人导向,转向机器导向。在很少人或无人生产车间中,除了给人留出很少的检修路径和空间,主要的目的在于最优化安排机器。最优化的意思是,最大化利用场地空间,最科学安排机器流程,让机器生产能够无缝衔接,防止机器的相互干涉或者脱节。

 

流水线重塑和管理流程的优化,是自动化机器生产的起点。对于大机器工业生产,自动化技术并不是起点,管理流程才是。福特工厂最初以工场的方式生产,员工主要以手工的方式完成,一天只能生产11辆车。为了提高生产,福特划分出84个区域,使用越来越复杂的设备生产,产出率大幅提高,12.5个小时能生产一辆汽车。后来,福特员工参观屠宰场生产线,从屠宰和分割流程中获得启发,转移到汽车生产线上,成为著名的福特汽车生产流水线。随后,福特汽车的生产量大幅提升,每辆汽车生产流程只需要93分钟,隔3分钟就下线一辆汽车。在福特汽车组装流水线成熟后,其产量超过其它所有汽车工厂生产的总和。当福特生产到1000万辆时,世界上跑的汽车一半是福特车。 到1925年,福特年产汽车达到200万辆,与最初每天11辆(一年不到3000辆)已经不可同日而语。

 

在工业4.0时代,管理流程和流水线重塑也是起点。德国某个屠宰场,通过流程整合,将机械设备的自动化衔接起来,形成一个设备技术含量不高,但是生产自动化水平很高的生产线。其特点是,机器流水线布局合理,流程中标准化动作的细分方式巧妙,各机器的运行相互紧密配合。只有在少数难以进行机器衔接的地方,使用很少的人力。在整个屠宰工序过程中,基本靠机器运转,人员已经精简到最少。部位肉分割是最后环节,因为存在大部分非标准化动作,因此雇佣较多的入手。在这个环节,如果应用智能化操作系统(摄像头、定位软件、机械手),能够大部分替代人工劳动。

 

屠宰场的自动化/智能化流水线重塑,反映工业4.0在制造业的应用方向。福特汽车参考屠宰场的流水线,发展出汽车的流水线,逐渐演化为当今庞大而复杂的汽车产业集群。原因在于,屠宰场流程看似简单初级,但是中间存在各种标准化和非标准化动作。其中一些非标准化动作,可以通过流程的分解,以及突破传统工序等方法,变成标准化动作,易于工人和机器执行。在工业4.0时代,屠宰场自动化同样存在重大的借鉴意义。自动化/智能化生产,可以总结为几个步骤:1、低成本自动化生产线的流程设计:重新分解生产流程的每个动作,尽可能实现所有行为的连贯标准化,以利于不同工序的机器间进行无缝操作对接。流水线的动作分解越科学,低科技低成本的机械设备使用比例能够越高,初始投资和运营维护的成本也越地,而且更加可靠持久。 2、智能化设备的应用:在必需的环节使用高成本的智能化设备,降低综合成本,减少设备故障率。3、尽可能减少人力使用,尽最大努力实现机器生产的一体化,工人只在生产中起辅助作用,减少生产的不稳定性,降低故障率和废品率。

 

管理方向的重大改变,支持自动化/智能化的普及,反过来再促进管理改变。在大量工人和流水线时代,企业需要进行流水线投资,在运营时支付大量的工人工资。这样的经营模式决定不同方向的企业,一是大量进行流水线投资,减少人员使用和人员工资,这样的流水线往往被称为资本密集型;二是进行较少的流水线投资,雇佣大量的工人在流水线上工作,被成为劳动密集型。在生产过程中,企业为了降低成本,将生产线搬到落后国家,以很少的生产线投资,很低的人员工资,雇佣大量的人员在流水线上生产。 在工业4.0时代,企业大量投资在流水线生产上,即将工厂全面转向传统意义上的资本密集型生产。随着管理方向着重于自动化生产线设计,以及自动化/智能化设备价格不断降低,资本密集型生产的成本不断提升,能够实现自动化生产的产品不断扩大。 随着自动化普及,更推动管理方向转变,降低自动化/智能化生产设备成本。

 

从产业链角度,管理也将经历巨大的变化。在第三次工业革命发展和全球化过程中,管理主要聚焦于生产线导向的管理。 生产线导向意味着:a、大量工人管理,如何让工人适合生产线,成为生产线上的“螺丝钉”,同时发挥一部分人的主动性。b、销售目标管理,如果将流水线上大量生产出来的产品,销售到大众手中。而且,为了增加销售,很多大量的生产的普通工业品,通过个性化概念创造,以显得自己很有个性。c、大规模设备和物品管理,不论各种生产设备,大量的原材料和零部件,大量的半成品和产成品,还是中间商和终端的产成品和零部件库存,其管理对于整个产业链也具有生死成败的意义。如果管理不当,设备、零部件和产品,都只能按照废品价格销售,企业也亏损和倒闭。为了更好地生存,企业开始强化市场导向,并且研发适合市场需求的产品。但是,随着市场竞争日益激烈,导致市场变化越来越快,越来越难以预测;同时生产线固定,生产人员固定,难以适应市场变化。结果是,在市场剧烈变化时,产品积压,收入骤减,企业裁员(导致成本增加),生产线闲置(但仍然需要继续付出折旧成本),继续偿还银行本息,经常压垮企业。 而管理无法解决市场变化,所以不论企业如何提升管理,只能解决局部问题,无法抵御大规模的市场变化。 在工业4.0时代,随着自动化/智能化产业链发展和提升,管理导向也将完全不同。

 

工业4.0时代,管理模式将从集群化管理转向分流化管理。在具体生产商,管理将聚焦在三方面:a、与市场需求紧密互动,与目标客户群共同研讨产品需求,并且生产客户真正需求的产品;而不是以市场导向的口号,加上一些噱头,继续向顾客推销大型流水线上的产成品。b、快速反应的研发管理,在智能化设备的支持下,因应市场需求,快速设计和开发产品,满足相应的市场需求;c、智能化灵活生产:应用智能化生产设备快速开模、试产和测试。调试后,利用智能化生产线的灵活特点,快速实现量产。另外,物流管理的智能化,将在更复杂的产品生产过程中,更高效管理各种物品,趋向各环节的零库存管理。从这个流程可以看出,管理模式将从大规模生产管理主导,转向分流化生产管理。在分流管理中,市场、研发和生产紧密衔接,及时应对市场,不必每个产品配备一套生产线,极大压缩各个环节的积压和浪费。随着这样的管理模式成熟,将形成投资适中、人员精简、最大毛利化的定向目标销售等特点。与落后国家的低成本密集型生产线相比,这样的管理系统能够通过减少流水线数量投资、减少各个生产环节的积压和浪费,控制产品价格等方面,实现更高的综合利润率。

 

从产业经济的角度,新的管理方向将改变制造业和产业集群形态。大多数产品可以极大精简生产过程,缩短制造业循环。 即使是汽车这样的极为复杂的大型耐用产品,也能够通过智能化升级,向着集成化和分流化转型。在智能化、集成化和分流化的推动下,产业经济将经历大规模重组。从地区经济的角度,单极化产业集群将衰败,而竞争合作式的动态产业集群将获得发展。在不同产业集群的竞争中,优胜劣汰的竞争更加激烈。在信息技术的推动下,短暂的赢家通吃效益更显著,赢家的热点转换也更快。每个产业集群、每个制造业企业都必须加速升级,以应对不断激烈的竞争。

由于产业经济的快速变化,世界经济的变化速度也更快。在21世纪初的全球化经济环境下,产业经济支持地区经济,进而支持不同国家的经济。 在制造业形态巨大变化,产业集群更快速变化。关键在于,产业集群更加依赖地区和国家的支持,包括政治、经济、社会、文化教育等各种条件的支持,与其它地区的产业集群进行竞争。获得优势的产业集群发展壮大,进而支持国家和地区经济的发展;落后的产业集群衰败,相应地区和国家的经济也随之衰败,或者受到明显的不利影响。

 

重塑制造业,意味着从业人员的大规模减少,以及人员智能构成的主要改变。 在制造业工厂中,随着生产线的自动化/智能化改造,机器生产大量替代工人生产。在资本密集型产业中,由于不断进行的大规模投资,生产线的自动化/智能化水平已经很高,大量替代已经基本完成,因此资本密集型产业中的机器替代相对较少。 而最具有替代潜力的领域,是传统的劳动密集型流水线。富士康作为世界上最大的劳动密集型制造加工业企业,在中国雇工人数接近超过120万。 富士康应用越来越多的机器人,大量减少人工使用。机器应用越多,中国的血汗工厂型经济对富士康的整体支持也越小。更重要的是,自动化/智能化生产的成本产出效率急剧提升,分流化制造开始成形,已经接近大规模替代劳动密集型生产线的临界点。在未来一段时间,达到临界点后,在大量工序较为简单的产品生产上,就会以自动生产代替人工生产。自动生产的替代越多,在产业集群中的分流化制造能力越强,反过来进一步推进自动生成。随着自动生成日益替代人工生产。

 

具体地说,随着自动化/智能化生产线的不断扩张,大量流水线上的操作工人将失业。 同时,设计生产和优化升级自动化/智能化生产线、维护维修自动化生产线运营、操作自动化生产线运营的人群,将有更多的机会。从整体数量上,需要的工人将大幅减少。打个比方,当劳动密集型生产线转变成全自动流水线,当减少10个流水线上组装加工的工人,可能增加1-2个设计和支持自动化生产线的工程师/工人。

 

D、全面改造服务业

 

按照目前的概念,服务业可以分为几大类: 1、物资流通和商业部门,包括交通运输、邮电快递业、商业饮食业、物资供销和仓储业;2、专业技术服务业,包括建筑业、金融业、保险业、居民服务业、旅游业、咨询信息服务业和各类技术服务业等;3、社会服务业,包括教育文化、传媒、基础学科的科研、社会互助慈善福利等领域;4、政府服务业,政府机构、政府分支的服务机构/事业单位,军队警察等。

 

物资和商业部门是受工业4.0冲击最早的服务业部门。 随着互联网的发展,网购从西方国家首先发源,在房价/商铺租金高昂和缺乏基础规则的中国发展最为迅猛。美国的网购虽然不如中国发展速度快,但是实体商店的销售也在下降,也导致购物中心业态受到不利影响。随着网购发展,消灭大量实体零售,并且在重塑零售业、商业地产、城市生态、以及大量相关行业。随着物联网、无人驾驶汽车和无人机的迅猛发展,将重塑中间运输、地区仓储和终端运输的形态,意味着大量工作岗位消失。例如,美国有300多万隔夜长途运输司机,以及大量短途运输司机,而这些司机的工作都将面临威胁。

 

随着软件和人工智能发展,以及自动机器和工具的发展,专业技术服务业也将经历大规模整合和裁员。自动机器和工具发展,极大提高建筑业工作效率,减少工人的需求。随着互联网和软件发展,大量低级专业服务业岗位被软件替代,例如簿记和低级会计,银行柜台工作人员、旅行社订票员等等。而人工智能的发展,意味着大量中级专业岗位被替代,例如金融保险分析员、体检类医生、各种通用咨询业人员等等。

 

社会服务业面临的冲击将更大。与专业技术服务业相比,社会服务业的岗位技能和综合性水平明显偏低。例如,教育领域中各级教师的技能水平低,而且技能通用性极强。随着互联网发展,网络交流渠道日益增多,教师的需求显著减少。美国某位教中小学数学课程水平非常高的人,将自己的讲课内容置于网络上,让无数听不明白课程的孩子豁然开朗。很多学校的数学老师在上课时,已经不自己讲,而是放网络讲课内容,然后给不懂的孩子进行解答。随着新技术和新方法的应用,设计出更好的问题设计和解答互动方式,可以让无数孩子自己学习,直接淘汰大量老师。 而随着互联网发展,大数据应用,数据云的普及,传媒和社会互助系统已经经历巨变,而且未来的变化更大,大量淘汰传统媒体和互助系统。

 

政府职能与社会经济形态相匹配。在农业社会,政府呈现明显的等级制度。不过,即使是集权政府,政府规模也较小。进入工业社会,政府规模越来越大。即使在所谓的自由民主社会,政府规模也比农业社会大得多,集权程度更大,甚至出现共产主义的极权社会。 而支持大政府的基础,则是大规模生产的农矿业、工业和服务业。 随着工业4.0的快速发展,大量智能软件和自动机器人改造各个产业,并且大量裁员。结果也将全面影响社会,进而改变政府形态。从意识上,政府是最拒绝改变的系统,政府中的各个利益集团,都希望固守过去的模式。不过,一旦政府改变,也将是全面、重大、甚至彻底的改变,例如改朝换代。

 

2017 中国经济文化研究所  粤ICP备15032271号-1
  • 本网站所有文章均为原创,个人转载请注明出处和作者,媒体转载请站内联系,否则追究法律责任。